首次、手性:Roush不對稱烯丙基化

2020-12-06 騰訊網

▎藥明康德內容團隊編輯

此前我們介紹了Sakurai烯丙基化，反應將醛/酮或縮醛/縮酮與烯丙基矽烷混合，並加入化學計量的Lewis酸TiCl4、AlCl3或BF3·OEt2等，體系溫度從-78 ℃逐步恢復至室溫，最終能以良好的區域選擇性得到高烯丙醇產物。今天我們要介紹的這個人名反應同樣從醛類化合物出發，首次實現了高烯丙醇的不對稱合成。

1978年，德國馬爾堡大學（Philipps-Universit t Marburg）的Reinhard W. Hoffmann教授團隊以手性樟腦衍生的烯丙基硼酸酯作為烯丙基化試劑，低溫條件下可以對一系列脂肪醛進行不對稱親核加成，能以優異的收率得到手性的高烯丙醇產物，但其對映選擇性不夠理想。1985年，美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology）的William R. Roush教授團隊發現，烯丙基化試劑換作右旋的酒石酸二異丙基酯衍生的烯丙基硼酸酯，則能以良好的產率與對映選擇性得到手性的高烯丙醇，反應對脂肪醛與芳香醛均適用。

▲Roush不對稱烯丙基化（圖片來源：參考資料[1]）

相應的反應過程命名為Roush不對稱烯丙基化（Roush asymmetric allylation）。烯丙基化試劑可以通過烯丙基硼酸與酒石酸二異丙基酯發生酯化或二異丙基烯丙基硼酸酯與酒石酸二異丙基酯進行酯交換製得。

Roush不對稱烯丙基化反應的機理如下：烯丙基硼酸酯對醛類化合物親核加成時經歷椅式六元環狀過渡態，此時過渡態存在兩種可能的構象。相比於TSA，TSB中醛的C=O與其中一個二異丙基酯基團中的C=O的非鍵電子對之間存在靜電排斥相互作用，TSA從能量角度來講更為有利，因而為優勢構象，由此實現不對稱誘導。基於以上反應模型，烯基C=C雙鍵構型為E構型的巴豆基硼酸酯參與反應主要得到anti構型的高烯丙醇產物，Z構型的巴豆基硼酸酯作為底物則主要得到syn構型的產物。

▲Roush不對稱烯丙基化反應的機理（圖片來源：參考資料[1]）

當然，選擇另外一種構型的酒石酸二異丙基酯製備烯丙基硼酸酯，得到的結果恰恰相反。除了William R. Roush教授發展的不對稱烯丙基化過程，其他研究團隊也相繼發展了其他結構的手性烯丙基硼烷或硼酸酯試劑，同樣可用於高對映選擇性地製備手性的高烯丙醇。相應的手性烯丙基化試劑如圖1所示，具體反應過程將在以後的內容中擇時介紹。

題圖來源：Pixabay

參考資料

[1] László Kürti, Barbara Czakó. Strategic applications of named reactions in organic synthesis [M]: Elsevier, 2005

[2] Thomas Herold et al., (1978). Enantioselective Synthesis of Homoallyl Alcohols via Chiral Allylboronic Esters. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., DOI: 10.1002/anie.197807682

[3] William R. Roush et al., (1985). Diastereo- and enantioselective aldehyde addition reactions of 2-allyl-1,3,2-dioxaborolane-4,5-dicarboxylic esters, a useful class of tartrate ester modified allylboronates. J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja00312a062

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